curriculum universitar organe de maŞini” şi …
TRANSCRIPT
Universitatea de Stat „Alecu Russo” din Bălţi
Facultatea de Ştiinţe Reale, Economice și ale Mediului
Catedra de științe fizice și inginerești
CURRICULUM UNIVERSITAR
la unitatea de curs
„ORGANE DE MAŞINI”
Ciclul I, studii superioare de licenţă
Codul şi denumirea domeniului general de studiu:
071 Inginerie și activități inginerești
Codul şi denumirea specialităţii:
0710.1 Inginerie și management (în transportul auto)
Forma de învăţământ: cu frecvenţă
Autor:
BEŞLIU Vitalie, conf.univ., dr.
__________________
Bălţi, 2018
2
Discutat şi aprobat la şedinţa Catedrei de științe fizice și inginerești,
proces verbal nr.__ din ___ 2018.
Şeful Catedrei de ştiinţe fizice şi inginereşti
_____________________ conf. univ., dr. Vitalie BEŞLIU
Discutat şi aprobat la şedinţa Consiliului Facultăţii de Ştiinţe Reale,
Economice și ale Mediului, proces verbal nr.__ din ___ 2018.
Decanul Facultăţii de Ştiinţe Reale, Economice și ale Mediului
_____________________ conf. univ., dr. Ina CIOBANU
© V. Beşliu, USARB, 2018
3
1. Informaţii de identificare a unității de curs
Facultatea de Ştiinţe Reale, Economice şi ale Mediului
Catedra de ştiinţe fizice şi inginereşti
Domeniul general de studiu: 071 Inginerie și activități inginerești
Domeniul de formare profesională: 0710 Inginerie și management
Denumirea specialităţii: 0710.1 Inginerie și management (în
transport auto
Administrarea unităţii de curs organe de mașini:
Codul
unităţii
de curs
Credite
ECTS
Total
ore
Repartizarea orelor
Fo
rma
d
e
eva
lua
re
Lim
ba
d
e
pre
da
re
Pre
l.
Sem
.
La
b.
Pro
iect
L.i
nd
S.05.O.139 6 180 30 15 30 15 90 Examen Rom
Statutul: Unitate de curs obligatorie.
Orarul: Conform orarului de la facultate
Localizarea sălilor: Laborator – aula 5016.
2. Informaţii referitoare la cadrul didactic
Besliu Vitalie, doctor în științe tehnice, conferenţiar universitar,
absolvent al Universităţii de Stat „Alecu Rusoo” din Bălți, specialitatea
„Fizica și educația tehnologică” (2004). Studii postuniversitare de doctorat,
Faculltatea de Mecanică, Universitatea „Dunărea de Jos” din Galaţi,
România (2005-2008)
Biroul – 210, 016.
E-mail: [email protected]
Orele de consultaţii – conform orarului de la Catedră, prin poşta
electronică, Skype etc.
4
3. Integrarea unității de curs în programul de studiu
Organe de maşini este o disciplină de cultură tehnică generală cu
caracter tehnic şi aplicativ, ce are ca scop studierea, analiza și proiectarea
elementelor componente ale maşinilor şi mecanismelor. Desigur că, în
cazul studierii, analizei și proiectării organelor de mașini și mecanisme,
pentru stabilirea parametrilor caracteristici a organelor de mașini se ea în
consideraţie legăturile şi interdependenţele dintre elementele componente,
satisfacerea rolului funcţional, satisfacerea siguranţei în exploatare şi
cerinţelor de execuţie şi montaj.
Importanţa studiului unității de curs Organe de mașini de
asemenea constă în faptul că se realizează trecerea spre cunoaşterea
generală a construcţiei de maşini şi utilaje din orice domeniu industrial, se
studiază principiile generale de proiectare a principalelor tipuri de piese,
mecanisme. În cadrul unității de curs, prin introducerea unor ipoteze
simplificate şi prin utilizarea unui sistem matematic dezvoltat se ajunge la
un studiu simplu și logic de determinare a parametrilor elementelor
componente ale mașinilor și mecanismelor.
În așa mod unitatea de curs Organe de mașini contribuie la formarea
orizontului tehnic şi interdisciplinar al viitorului specialist, la deprinderea
lui cu metodele inginereşti ştiinţifice de abordare şi soluţionare a
problemelor din construcţia de maşini.
5
4. Competenţe prealabile
Pentru a studia unitatea de curs Organe de mașini studentul trebuie
să posede cunoştinţe dobîndite din cadrul cursurilor: Matematica
inginerească și economică, Fizica, Proiectarea elementelor de mașini,,
Mecanica tehnică, Studiul materialelor, Tehnologia materialelor,
Metrologie și standardizare care se studiază la anul I, II și III de studii.
În baza competențelor formate la aceste cursuri, cum ar fi,
competențele de reprezentare și citire a desenelor tehnice cu utilizarea
softurilor specializate; realizarea măsurărilor cu şublerul, micrometrul
şi raportorul universal, capacități de analiză și demonstrare matematică a
proceselor și/sau fenomenelor fizice, alegerea corectă a materialelor și
tehnologiilor de fabricare a produselor, aplicarea corectă a regulilor
securității muncii securitatea muncii personalului etc. studentul va dobîndi
la finele acestui curs capacități de proiectare a sistemelor tehnice.
5. Competenţe dezvoltate în cadrul cursului
În cadrul unității de curs studentul poate să formeze următoarele
competențe:
CP1. Realizarea calculelor, demonstrațiilor și aplicațiilor pentru
rezolvarea de sarcini specifice ingineriei și managementului bazate
pe cunoștințe din stiințele fundamentale;
CP2. Asocierea cunoștințelor, principiilor și metodelor de bază
din științe tehnice și economice în scopul modelării și soluționării
problemelor ingineresti luînd în considerație economisirea resurselor,
protecția muncii și mediului;
6
CP3. Utilizarea independentă a calculatorului pentru modelarea
produselor, proceselor, fenomenelor, cît și automatizarea sistemelor
tehnice în situații deosebite cu utilizarea de soluții cunoscute în
situații noi;
CP5. Proiectarea funcțională, constructivă, a produselor
industriale în vederea gestionării proceselor de industrializare a
produselor și resurselor întreprinderii în situații deosebite cu
utilizarea de soluții cunoscute în situații noi;
CT1. Aplicarea regulilor de muncă riguroasă și eficientă,
manifestarea unei atitudini responsabile față de domeniul științific,
pentru valorificarea optimă și creativă a propriului potențial în
situații specifice, cu respectarea principiilor și a normelor de etică
profesională.
CT2. Desfășurarea eficientă și eficace a activităților organizate în
echipă.
CT3. Identificarea oportunităților de formare continuă și
valorificarea eficientă a resurselor și tehnicilor de învățare pentru
propria dezvoltare
6. Finalităţi de studii
La finele cursului studentul va fi capabil:
să enunțe rezultatele teoretice fundamentale și să le aplice în
rezolvarea de situații tipice caracteristice organelor de mașini;
să rezolve corect unele probleme de complexitate medie care necesită
elaborarea unui model tipic mecanismelor și organelor de mașini;
7
să analizeze și să elaboreze algoritmi pentru rezolvarea situațiilor de
problemă tipice organelor de mașini;
să proiecteze mecanisme, transmisii, organe de mașini după anumite
date impuse;
să realizeze calculul de verificare a produselor proiectate;
să înțeleagă necesitatea formării continui cu utilizarea tehnicilor
moderne de învățare în vederea dezvoltării competențelor profesionale.
7. Conţinutul unității de curs
a) Tematica şi repartizarea orientativă a orelor la prelegeri
Nr.
d/o Tema
Nr. de
ore
1. Noţiuni generale ale organelor de mașini.
Fiabilitatea. 2
2. Bazele proiectării organelor de mașini. Noţiuni de
tribologie 2
3. Transmisii mecanice 2
4. Transmisii prin fricțiune 2
5. Transmisii prin curele 2
6. Transmisii prin lanțuri 2
7. Probă de evaluare 2
8. Angrenaje 8
9. Osii și arbori 2
10. Lagăre 1
11. Cuplaje 1
12. Asamblări demontabile 4
Total 30
8
b) Tematica şi repartizarea orientativă a orelor la seminare
Nr.
d/o Tema
Nr. de
ore
1. Aplicații referitoare la proiectarea transmisiilor prin
fricțiune 2
2. Aplicații referitoare la proiectarea transmisiilor prin
curele 2
3. Aplicații referitoare la proiectarea transmisiilor prin
lanțuri 2
4. Aplicații referitoare la proiectarea angrenajelor cilindrice 2
5. Aplicații referitoare la proiectarea angrenajelor melcate 2
6. Aplicații referitoare la alegerea rulmentilor 2
7. Aplicatii referitoare la calculul asamblărilor 3
Total 15
c) Tematica şi repartizarea orientativă a orelor la laborator
Nr.
d/o Tema
Nr. de
ore
1. 1. Regulele securității și sănătății în munca 1
2. 2. Lucrare de laborator Nr. 1.
Echilibrarea dinamică a elementelor. 2
3. Lucrare de laborator Nr. 2.
Studierea și analiza angrenajului cilindric 2
4. Lucrare de laborator Nr. 3.
Studierea şi alegerea rulmenţilor 2
5. Lucrare de laborator Nr. 4.
Încercarea rulmenţilor 2
9
6. Lucrare de laborator Nr. 5.
Încercarea lagarului de alunecare 2
7. Prezentarea rapoartelor 2
8. Lucrare de laborator Nr. 6.
Încercarea cuplajelor de siguranţă. 4
9.
Lucrare de laborator Nr. 7.
Determinarea coeficienţilor de frecare în filet şi pe
suprafaţa frontală a piuliţei.
4
10. Lucrare de laborator Nr. 8.
Încercarea asamblării prin filet la forfecare 4
11. Lucrare de laborator Nr. 9.
Încercarea asamblării cu clemă la forfecare 2
12. Prezentarea rapoartelor 3
Total 30
d) Tematica şi repartizarea orientativă a orelor la proiect
Nr.
d/o Tema
Nr. de
ore
1. Alegerea motorului electric şi calculul cinematic a
mecanismului de acţionare. 2
2. Calculul transmisiei prin curea 1
3. Alegerea materialului angrenajului şi determinarea
tensiunilor admisibile. Calculul angrenajului. 2
4.
Calculul prealabil al arborilor. Calculul
dimensiunilor de bază ale roţilor dinţate (melcate) şi
carcasei reductorului.
2
5. Calculul transmisiei prin lanț 1
6.
Realizarea primei etape de companare. Determinarea
durabilităţii rulmenţilor. Realizarea etapei a doua de
companare.
3
10
7. Calculul îmbinărilor prin pană sau caneluri. Calculul
precizat al arborilor. 2
8.
Ajustajele principalelor piese ale reductorului.
Alegerea tipului şi volumului de ulei. Asamblarea
reductorului
2
Total 15
8. Activităţi de lucru individual
Pe parcursul semestrului studenţii elaborează, conform planului de
învațămînt, un proiect în care proiectează un mecanism de acționare
conform sarcinii tehnice stabilite. Din sarcinile tehnice propuse studentul
prin tragere la sorti își alege o anumită temă de proiectare. De asemenea
studenții studiază de sinestătător tema „Angrenaje speciale”.
Tematica proiectelor de curs la unitatea de curs Organe de mașini
(tematica proiectelor poate fi modificată de către cadrul didactic titular) .
1. Proiectarea mecanismului de acționare a transportorului cu role.
2. Proiectarea mecanismului de acționare a transportorului cu bandă.
3. Proiectarea mecanismului de acționare a malaxorului elicoidal.
4. Proiectarea mecanismului de acționare a malaxorului vertical.
5. Proiectarea mecanismului de acționare a conveierului suspendat.
6. Proiectarea mecanismului de acționare a conveierului cu lanț.
7. Proiectarea mecanismului de acționare a elevatorului cu căușe.
8. Proiectarea mecanismului de acționare a tamburului de lustruit.
9. Proiectarea mecanismului de acționare a conveierului suspendat
(schema 1).
11
10. Proiectarea mecanismului de acționare a conveierului suspendat
(schema 2).
11. Proiectarea mecanismului de acționare a frămîntătorului.
12. Proiectarea mecanismului de acționare a separatorului magnetic.
13. Proiectarea mecanismului de acționare a elevatorului cu bandă.
14. Proiectarea mecanismului de acționare a macaralei suspendate.
15. Proiectarea mecanismului de acționare a malaxorului industrial.
16. Proiectarea mecanismului de acționare a basculatorului platourilor
pentru lăzi.
17. Proiectarea mecanismului de acționare a troliului.
18. Proiectarea mecanismului de acționare a mașinii de spalat sticle.
19. Proiectarea mecanismului de acționare a transportatorului cu legume.
20. Proiectarea mecanismului de acționare a conveierului cu leagăne.
9. Strategii didactice
Lucru în echipă, rezolvarea problemelor, lucrări de laborator,
problematizarea, demonstrația, proiect, evaluarea finală în formă
scrisă.
10. Evaluarea
Nota finală se determină după relaţia:
Nota finală = 0,6 din nota evaluării curentă + 0,4 din nota la examen.
Evaluarea curentă se efectuează prin notarea prezentării
rapoartelor lucrărilor de laborator, răspunsuri la ore, notarea rezolvării
problemelor la seminare, notarea lucrării de control la finalizarea jumatăţii
12
unităţii de curs și susținerea publică în fața comisiei a proiectului de curs
realizat.
Prezentarea rapoartelor lucrărilor de laborator, rezolvarea
problemelor la seminare, răspunsuri la ore, realizarea lucrării de control la
finalizarea jumatăţii unităţii de curs alcătuiesc 50% din nota evaluării
curente, iar celelalte 50% o alcătuiește proiectarea mecanismului,
prezentarea și susținerea publică a proiectului de curs.
Evaluarea finală se promovează în scris. În cadrul evaluării finale
studentul poate să consulte orice informație prezentă cu el în afară de
resursele digitale conectate la internet și telefonie mobilă.
Chestionarul pentru evaluarea finală
1. Noţiuni generale despre sisteme tehnice, maşini, mecanisme şi
organe de maşini. Clasificarea organelor de maşini.
2. Noţiuni de fiabilitate.
3. Principiile proiectării organelor de maşini. Materiale utilizate în
construcţia de maşini. Clasificarea materialelor şi domenii de
utilizare
4. Criterii de alegere a materialelor. Comportarea materialelor la
solicitări statice Comportarea materialelor la solicitări variabile
5. Calculul de rezistenţă al organelor de maşini. Siguranţa la tensiuni
limită. Calculul de rezistenţă la solicitări statice Calculul de
rezistenţă la solicitări variabile.
6. Noţiuni de tribologie. Frecare, ungere, uzură.
7. Noţiuni generale despre transmisii mecanice. Destinaţia şi
clasificarea.
13
8. Parametrii de bază a transmisiilor mecanice.
9. Transmisii prin fricţiune. Condiţia de funcţionare. Tipuri de
transmisii.
10. Calculul de proiectare a transmisiei prin fricţiune.
11. Transmisii prin curele. Clasificarea. Avantaje şi neajunsuri.
Parametrii geometrici. Tensiunile în curea.
12. Calculul de proiectare a transmisiei prin curele.
13. Transmisii prin lanţuri. Clasificarea, domeniul de utilizare, metode
de ungere a transmisiei.
14. Calculul de proiectare a transmisiei prin lanț.
15. Transmisii cu roţi dinţate. Noţiuni generale. Clasificarea. Avantaje
şi neajunsuri.
16. Elementele de bază şi caracteristicile angrenării în evolventă.
Materialele roţilor dinţate.
17. Calculul tensiunilor admisibile a roţilor dinţate. Tipuri de
deteriorare a dinţilor.
18. Transmisii cilindrice cu dinţi drepţi. Elemente geometrice. Forţele
în angrenare. Calculul la rezistenţă.
19. Transmisii cilindrice cu dinţi înclinaţi şi cu dinţi în formă de V.
Elemente geometrice. Forţele în angrenare. Calculul la rezistenţă.
20. Angrenaje cu roţi dinţate conice. Elemente geometrice. Calculul
angrenajelor conice cu dinţi drepţi.
21. Angrenaje melcate. Domeniu de utilizare. Clasificarea. Geometria
şi construcţia roţii melcate şi a melcului. Calculul la rezistenţă a
angrenajelor melcate. Randamentul şi verificarea la încălzire.
22. Arbori şi osii. Clasificare. Bazele de calcul.
14
23. Lagăre. Lagăre de rostogolire şi alunecare. Construcţia, clasificarea
şi notarea rulmenţilor. Calculul durabilităţii rulmenţilor.
24. Cuplaje. Tipuri de cuplaje. Elemente de calcul.
25. Reductoare. Tipuri constructive de reductoare cu mai multe trepte.
Elemente constructive. Cutii de viteze.
26. Asamblări prin pene. Clasificare.
27. Calculul la rezistenţă a asamblărilor prin pene.
28. Asamblări prin caneluri,
29. Asamblării prin strîngere. Bazele de calcul.
30. Asamlări prin filet. Clasificarea. Parametrii geometrici.
31. Teoria cuplului elicoidal.
32. Determinarea momentul de înşurubare. Condiţia de autofrînare.
Randamentul cuplului elicoidal. Distribuirea sarcinii pe spire.
33. Calculul la rezistenţă a asamblărilor filetate.
34. Asamblări cu clemă. Asamblări prin stîngere pe con cu şurub.
15
Mostră de sarcină tehnică la proiectul de curs
Proiectarea mecanismului de acționare a separatorului magnetic.
16
Mostră de probă de evaluare
1. Dati notiunea de mechanism. 1 punct
2. Care sunt criteriile de alegere a materialelor? 2 puncte
3. Enumeraţi asamblările demontabile cunoscute de dvs.
2 puncte
4. De ce în cazul asamblărilor prin nituri materialul nitului şi
materialele pieselor asamblării trebuie să fie acelaşi? 2 puncte
5. Enumeraţi avantajele asamblărilor prin sudare faţă de asamblările
prin nituri? 2 puncte
6. Care sunt forţele ce apar în ramurile lanţului în timpul funcţionării?
2puncte
7. Prezentaţi forţele în angrenare şi relaţiile de calcul pentru schemele
cinematice a angrenajelor prezentate mai jos.
(5 puncte)
Problema 1
Alegeţi motorul electric şi efectuaţi calculul cinematic al
mecanismului din figura 1. Date iniţiale: Ft=3,5kN, v=0,55 m/s, t=125mm,
z=9, ured=25. (4 puncte)
Figura 1
17
Problema 2
Determinați posibilitatea instalării rulmentului conic cu role
7309 pe arborele unui redactor melcat. Numărul de rotatii a arborelui
n=1440rot/min. Forţele radiale pe rulmenţi Fr1=1,78kN, Fr2=0,52kN,
forta axială Fa= 4,11kN, durabilitatea 12000ore, coeficientul de
siguranţa K =1,3, temperatura de funcţionare 95C. 6 puncte
Problema 3
Determinaţi randamentul cuplului elicoidal bulon –piuliţă
pentru filetul M20x2, diametrul interior al filetului 17,835 mm.
5 puncte
Problema 4
Determinaţi momentul limită care poate transmite o pana
paralelă cu dimensiunile 20x12x110. Pana este confecţionată din oţel
45 şi fixează roata dinţată pe arborele reductorului. Materialul
butucului – fontă, materialul arborelui- oţel 50 diametrul arborelui 70
mm. Tensiunea admisibilă la strivire 80 MPa. 5 puncte
Total 34 puncte.
Barem de notare conform Regulamentului de organizare a studiilor în
învăţămîntul superior.
Pu
nct
aj
1-5
6-1
0
11-1
4
15-1
6
17-1
9
20-2
1
23-2
2
24-2
7
28-3
0
31-3
4
Nota 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
18
11. Referinţe bibliografice
1. CARMEN, TACHE. Organe de maşini : Noţiuni de bază.
Elemente de calcul. Bucureşti: Matrix Rom, 2003. 151 p.
2. ROLOFF, MATEK. Organe de masini - vol. I.
Editura: Matrixrom, 2008. 535 p.
3. ROLOFF, MATEK. Organe de masini - vol. II.
Editura: Matrixrom, 2008. 520 p.
4. VASILE PALADE, NICOLAE DIACONU. Organe de maşini.
Galați: University Press, 2004. 212 p.
5. VIORICA CONSTANTIN, VASILE PALADE. Organe de maşini
şi mecanisme Vol. II Transmisii mecanice. Galaţi: Fundaţia
Universitară „Dunărea de Jos”, 2005. 177 p.
6. VIORICA CONSTANTIN, VASILE PALADE. Organe de maşini
şi mecanisme Vol. I. Galaţi: Fundaţia Universitară „Dunărea de
Jos”, 2004. 171 p
7. ИВАНОВ М. Н., ФИНОГЕНОВ В.А. Детали машин. Mосква:
Вышая школа, 2008.408с.
8. КУКЛИН Н.Г., КУКЛИНА Г.С. Детали машин. Mосква:
Вышая школа, 1987.383с.
9. CERTAN VALERIU. Mecanisme şi organe de maşini. Chișinău:
Universitas, 2006. 57 p.
10. PUIU VASILE. Organe de maşini. Chișinău: Universitas, 2003.
314 p.
11. BOSTAN ION, OPREA ANATOL. Bazele proectării maşinilor.
Chișinău: Tehnica-info, 2000. 320 p.
12. DULGHERU VALERIU, CIUPERCA RODION, BODNARIUC
ION, DICUSARA ION. Mecanica aplicată. Îndrumar de
proiectare. Chișinău: Tehnica-info, 2008. 296 p.
19
20